EP1146242B1

EP1146242B1 - Synchronizer body for a sheet metal synchronizer assembly

Info

Publication number: EP1146242B1
Application number: EP20010104666
Authority: EP
Inventors: Gerald Buer; Ernst Röckelein; Wilfried Soyka; Kristina May
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2001-02-24
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2021-02-24
Also published as: DE10018091A1; EP1146242A1; DE50109998D1

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Synchronkörper einer Synchronisiereinrichtung, der drehstarr verbindbar ist auf einer Getriebewelle mit einem Verschiebesitz für eine drehstarr auf dem Synchronkörper anordenbare Schiebemuffe sowie wenigstens einer Aufnahme für mindestens ein Arretierelement oder Sperrelement in dem Synchronkörper, wobei der Synchronkörper eine im montierten Zustand der Längsmittelachse der Getriebewelle entsprechende Drehachse aufweist, wobei zumindest ein erster Abschnitt und ein zweiter Abschnitt des synchronkörpers jeweils aus Blech ausgeformt sowie in Querrichtung auf die Drehachse gesehen parallel zueinander angeordnet sind, der Verschiebesitz mit wenigstens einer radial nach außen weisenden und zumindest teilweise profilierten Mantelfläche versehen ist und wobei die Aufnahme die Mantelfläche segmentweise in Umfangsrichtung unterbricht.The invention relates to a synchronizer body of a synchronizer, which is drehstarr connected to a transmission shaft with a sliding seat for a torsionally rigid on the synchronizer body can be arranged sliding sleeve and at least one receptacle for at least one locking element or locking element in the synchronizer body, wherein the synchronizer body in the mounted state of the longitudinal central axis of Gear shaft corresponding rotational axis, wherein at least a first portion and a second portion of the synchronous body formed respectively of sheet metal and arranged in the transverse direction on the axis of rotation are arranged parallel to each other, the sliding seat with at least one radially outwardly facing and at least partially profiled lateral surface is provided and the receptacle interrupts the lateral surface segmentwise in the circumferential direction.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Für die spanlose Fertigung von Synchronkörpern wird als Ausgangsmaterial Blech- oder Bandmaterial verwendet, das durch Trennen und Umformen in seine bestimmungsgemäße Form gebracht ist. Die Hauptvorteile derartig gefertigter Synchronkörper liegen in relativ geringen Kosten für ihre Herstellung in der Massenproduktion sowie in ihrem geringen Gewicht. Weiterhin wird der Großteil des zur Fertigung eingesetzten Ausgangsmateriales auch tatsächlich zur Bildung der geometrischen Form des Synchronkörpers verwendet und geht somit nicht, wie bei der spanabhebenden Fertigung von Synchronkörpern, als Abfallmaterial verloren. Einen durch Umformen gefertigten Synchronkörper nach dem Stand der Technik beschreibt DE 198 21 565 A1. Dieser Synchronkörper ist aus zwei an ihren Stirnseiten miteinander verbundenen Abschnitten gebildet. Jeder dieser Abschnitte ist in einem Umformverfahren aus Blech geformt und bildet jeweils eine Hälfte des Synchronkörpers und damit die Hälfte des Verschiebesitzes für eine drehstarr auf dem Synchronkörper angeordnete Schiebemuffe. Gleichzeitig bildet jeder dieser Abschnitte die Hälfte einer Verbindung in Form einer Nabe für die drehstarre Anordnung des Synchronkörpers auf einer Getriebewelle.For the chipless production of synchronous bodies sheet metal or strip material is used as the starting material, which is brought by separating and forming in its intended form. The main advantages of such manufactured Synchronizer bodies are relatively inexpensive for their production in mass production and their low weight. Furthermore, the majority of the starting material used for the production is actually used to form the geometric shape of the synchronizer body and is thus not lost, as in the machining of synchronous bodies, as waste material. A manufactured by forming synchronizer body according to the prior art describes DE 198 21 565 A1. This synchronizer body is formed from two interconnected at their end faces sections. Each of these sections is formed in a forming process from sheet metal and forms one half of the synchronizer body and thus half of the sliding seat for a torsionally rigid arranged on the synchronizer body sliding sleeve. At the same time, each of these sections forms half of a connection in the form of a hub for the torsionally rigid arrangement of the synchronizer body on a transmission shaft.

Alternativ ist in DE 198 21 565 A1 ein Synchronkörper beschrieben, bei dem die Nabe, der Verschiebesitz und ein die Nabe mit dem Verschiebesitz verbindende Steg als Einzelteile aus Blech gefertigt und anschließend zusammengesetzt sind. Gemeinsame Merkmale der vorgenannten Varianten sind der geringe Materialeinsatz für ihre Herstellung sowie ihr geringes Gewicht. An beiden Ausführungsformen der Synchronkörper sind in die Mantelfläche Längsnuten eingebracht, die in Längsrichtung durchgehen und sich radial bis in den Steg hinein erstrecken. Diese Längsnuten dienen als Aufnahme für Arretierelemente bzw. Druckstücken oder Kombinationen von Arretierelementen und Druckstücken. Die beschriebenen Ausführungsformen der Synchronkörper nach dem Stand der Technik zeichnen sich besonders durch ihren geringen Materialeinsatz, ihre einfache Herstellbarkeit und ihr geringes Gewicht aus und sind insbesondere an einfach gestalteten Synchronisiereinrichtungen mit geringen Belastungen sehr gut einsetzbar.Alternatively, DE 198 21 565 A1 describes a synchronizer body in which the hub, the sliding seat and a hub connecting the hub with the sliding seat are manufactured as individual parts from sheet metal and then assembled. Common features of the aforementioned variants are the low material usage for their production and their low weight. On both embodiments of the synchronizer body longitudinal grooves are introduced into the lateral surface, which pass in the longitudinal direction and extend radially into the web. These longitudinal grooves serve as a receptacle for locking elements or pressure pieces or combinations of locking elements and pressure pieces. The described embodiments of the synchronizer body according to the prior art are characterized by their low material usage, their ease of manufacture and their low weight and are very easy to use, especially in simple design synchronizers with low loads.

Schwierig gestaltet sich die Fertigung eines derartigen Synchronkörpers jedoch, wenn an diesem Anschläge, Verdrehsicherungen und ähnliche Elemente für beispielsweise zur Synchronisiereinrichtung gehörende Synchronringe, Synchronzwischenringe bzw. benachbarte Zahnräder vorzusehen sind. Die Anschläge bzw. die Verdrehsicherungen sind zumeist im Bereich des Steges und des Verschiebesitzes angeordnet. Diese Anschläge bestimmen und begrenzen den axialen Bewegungsraum von z. B. der Synchronisiereinrichtung benachbart angeordneten Losrädern oder zur Synchronisiereinrichtung gehörenden Synchronringen bzw. Synchronzwischenringen. Die durch die Wandstärke des Bleches bestimmte Stegbreite von Synchronkörpern nach dem Stand der Technik reicht in der Regel nicht aus, um den notwendigen axialen Abstand der Anschläge in Längsrichtung abzusichern. Verdrehsicherungen müssen extra ausgearbeitet werden oder sind durch extra gefertigte Einzelteile an dem Synchronkörper gebildet.However, the manufacture of such a synchronizer body is difficult if, on these stops, anti-rotation devices and similar elements for synchronizer rings belonging to the synchronizer, for example, Synchron Zwischenringe or adjacent gears are provided. The stops and the anti-rotation are usually arranged in the region of the web and the sliding seat. These attacks determine and limit the axial range of motion of z. B. the synchronizer adjacent arranged idler gears or synchronizer belonging to synchronizing rings or synchronous intermediate rings. The determined by the wall thickness of the sheet web width of synchronous bodies according to the prior art is usually not sufficient to secure the necessary axial distance of the stops in the longitudinal direction. Anti-rotation must be specially prepared or are made by specially manufactured items on the synchronizer body.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Zu dem Zeitpunkt, an dem die nachfolgend beschriebene Erfindung gemacht wurde, bestand die Aufgabe, einen in der Massenfertigung kostengünstig zu fertigenden Synchronkörper mit Verdrehsicherungen und Anschlägen zu schaffen, der von geringem Gewicht und sehr hoher Festigkeit ist.At the time when the invention described below was made, the object was to provide a cost-effective in mass production synchronous body with anti-rotation and stops, which is of low weight and very high strength.

Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass der erste Abschnitt zusammen mit dem zweiten Abschnitt wenigstens einen Hohlraum einschließen, die Aufnahme in Längsrichtung an zumindest einer Seite durch einen in Umfangsrichtung verlaufenden ersten Seitensteg begrenzt ist und dass der Seitensteg mit einem Sicherungsmittel zum Sichern wenigstens eines mit dem Synchronkörper zusammenwirkenden Synchronringes gegen Verdrehen versehen ist. Zwei Blechabschnitte, die aneinander gefügt oder in anderer geeigneter Weise aneinander befestigt sind und zwischen sich einen Hohlraum bilden, bilden gleichermaßen ein Hohlprofil, welches trotz Dünnwandigkeit sehr hohe Widerstandsmomente gegen Verdrehung und Biegung bietet.This object is achieved according to the characterizing part of claim 1, characterized in that the first portion include at least one cavity together with the second portion, the recording is limited in at least one side by a circumferentially extending first side bar and that the side bar with a Secured means for securing at least one cooperating with the synchronizer body synchronizer ring is provided against rotation. Two sheet metal sections, which are joined to one another or fastened to each other in another suitable manner and form a cavity between them, likewise form a hollow profile which, despite thinness, offers very high resistance moments against twisting and bending.

Der oder die Seitenstege stabilisieren den Synchronkörper zusätzlich. Der Seitensteg oder die Seitenstege begrenzen die Aufnahme in Längsrichtung, bieten gleichzeitig eine Basis für ein Sicherungsmittel. Mit diesem Sicherungsmittel wird ein Synchronisierring gegen Verdrehen relativ zum Synchronkörper gesichert. Dieses Sicherungsmittel ist vorzugsweise während des Formungsprozeßes des Abschnittes am Steg einzubringen. Das Sicherungsmittel ist, wie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung vorsehen, durch eine Aussparung oder eine Verformung des Steges bzw. am Steg gebildet. Die Aussparung ist in Längsrichtung der Getriebewelle gesehen zu der von der Aufnahme abgewandten Seite, also in Längsrichtung gesehen nach außen hin, geöffnet. Die Verformung des Steges bzw. die Verformung am Steg ist beliebig gestaltbar. Eine radial nach innen abgehende oder radial nach außen hervorstehende und von dem gedachten Verlauf des Kreisbogens, welcher den Fußkreis der Verzahnung des Schiebesitzes umreißt, abweichende Verformung ist durch Prägen oder während des Ziehprozesses einzubringen. Eine bevorzugte Ausgestaltung einer derartigen Verformung ist durch eine Abflachung gebildet. Vorstellbar ist aber auch, dass die Verformung durch ein Segment eines Kreisbogens beschrieben ist, welches einen größeren oder kleineren Radius als den des Fußkreises aufweist.The side bars or stabilize the sync body in addition. The side bar or the side bars limit the recording in the longitudinal direction, at the same time provide a basis for a securing means. With this securing means a synchronizing ring is secured against rotation relative to the synchronizer body. This securing means is preferably to be introduced during the molding process of the section at the web. The securing means is, as preferred embodiments of the invention provide, formed by a recess or a deformation of the web or on the web. The recess is seen in the longitudinal direction of the transmission shaft to the side facing away from the receiving side, so seen in the longitudinal direction to the outside, open. The deformation of the web or the deformation of the web can be designed arbitrarily. A deformation which deviates radially inwards or protrudes radially outwards and deviates from the imaginary course of the circular arc which outlines the root circle of the toothing of the sliding seat is to be introduced by embossing or during the drawing process. A preferred embodiment of such a deformation is formed by a flattening. But it is also conceivable that the deformation is described by a segment of a circular arc, which has a larger or smaller radius than that of the Fußkreises.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt jeweils napfförmig ausgebildet und aneinander ausgerichtet sind. Die Abschnitte schließen einen ringförmig ausgebildeten Hohlraum zwischen sich ein und zumindest einer der Abschnitte bildet mit einem den Hohlraum in Längsrichtung begrenzenden Wandabschnitt außenseitig an einer der Stirnseiten des Synchronkörpers einen Anschlag für ein sich der Synchronisiereinrichtung anschließendes Zahnrad.In a further embodiment of the invention it is provided that the first portion and the second portion are each cup-shaped and aligned with each other. The sections enclose an annular cavity between them and at least one of the sections forms, with a wall section delimiting the cavity in the longitudinal direction, on the outside on one of the front sides of the synchronizer body a stop for a toothed wheel following the synchronizer.

Der Verschiebesitz ist durch einen mit dem Steg und dem Sicherungsmittel versehenen ringförmig gebogenen und an zumindest einem der Abschnitte befestigten Blechstreifen gebildet, wie eine Ausgestaltung der Erfindung vorsieht. Der Verschiebesitz ist also separat von dem ersten und dem zweiten Abschnitt gefertigt. Eine derartige Gestaltung eines Synchronkörpers macht es möglich, die Aufnahmen auf einfache Art in einen Blechstreifen einzustanzen, die für den Verschiebesitz notwendige Verzahnung einzuprägen bzw. einzurollieren und gleichzeitig in die Stege durch Stanzen oder Prägen das Sicherungsmittel einzubringen. Der Blechstreifen wird im Anschluss gebogen und an seinen Enden aneinandergefügt, z. B. durch Schweißen an einem oder beiden Abschnitten befestigt.The sliding seat is formed by a provided with the web and the securing means annularly curved and secured to at least one of the sections sheet metal strip, as an embodiment of the invention provides. The sliding seat is thus manufactured separately from the first and the second section. Such a design of a synchronizer makes it possible to punch the shots in a simple manner in a metal strip to impress the necessary for the sliding seat teeth or curl and at the same time in the webs by punching or embossing to introduce the securing means. The metal strip is then bent and joined together at its ends, z. B. attached by welding to one or both sections.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Figur 1: die Hauptansicht eines Ausführungsbeispieles eines Synchronkörpers gemäß Erfindung mit Sicherungsmitteln, die durch Aussparungen gebildet sind,
Figur 2: eine Schnittdarstellung des Synchronkörpers nach Figur 1 entlang der Linie II-II,
Figur 3: den Verschiebesitz des Synchronkörpers nach Figur 1 in einer Abwicklung,
Figur 4: eine Prinzipdarstellung des Eingriffes eines Synchronringes in die Aussparung des Verschiebesitzes eines Synchronkörpers gemäß Figur 1,
Figur 5: die Hauptansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Synchronkörpers gemäß Erfindung.

The invention will be explained below with reference to two embodiments. Show it:

FIG. 1: the main view of an embodiment of a synchronizer according to the invention with securing means formed by recesses,
FIG. 2: 3 is a sectional view of the synchronizer body according to FIG. 1 along the line II-II, FIG.
FIG. 3: the displacement seat of the synchronizer body of Figure 1 in a settlement,
FIG. 4: 3 is a schematic representation of the engagement of a synchronizer ring in the recess of the sliding seat of a synchronizer body according to FIG. 1,
FIG. 5: the main view of another embodiment of a synchronizer according to the invention.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

In Figur 1 und 2 ist mit 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Synchronkörpers dargestellt. Der Synchronkörper 1 ist aus einem ersten Abschnitt 2 und einem zweiten Abschnitt 3 sowie einem Verschiebesitz 4 zusammengesetzt. Der erste Abschnitt 2 und der zweite Abschnitt 3 sind durch ringförmig ausgebildete schalenförmige Segmente gebildet. Die Abschnitte 2 und 3 sind an ihren Rändern zueinander ausgerichtet und miteinander verschweißt. Der erste Abschnitt 2 und der zweite Abschnitt 3 schließen einen Hohlraum 5 zwischen sich ein und bilden gleichzeitig eine Nabe für eine Verbindung des Verschiebesitzes 4 mit einer nicht dargestellten Getriebewelle. Der Synchronkörper 1 greift mit einer Verzahnung 6 in die Getriebewelle ein. Die Verzahnung ist anteilig in den ersten Abschnitt 2 und den zweiten Abschnitt 3 eingeformt. Die Verzahnung 6 sorgt für eine drehstarre Anordnung des Synchronkörpers 1 auf der Getriebewelle, wobei die Drehachse 1a des Synchronkörpers 1 der Längsmittelachse der Getriebewelle entspricht. In dem Synchronkörper 1 sind drei Aufnahmen 7 ausgebildet. Die Aufnahmen 7 durchbrechen die Außenmantelfläche des Verschiebesitzes 4 und erstrecken sich in radialer Richtung nach innen in die Wandungen der Abschnitte 2 und 3. Die Aufnahme 7 ist in beiden Längsrichtungen des Synchronkörpers 1 durch jeweils einen Steg 8 begrenzt. Der erste Abschnitt 2 und der zweite Abschnitt 3 weisen jeweils an der Außenseite des den Hohlraum 5 begrenzenden Wandabschnittes einen Anschlag 9 bzw. 10 auf.1 and 2 an embodiment of a synchronizer according to the invention is shown with 1. The synchronizer body 1 is composed of a first section 2 and a second section 3 and a sliding seat 4. The first section 2 and the second section 3 are annular trained cup-shaped segments formed. The sections 2 and 3 are aligned at their edges to each other and welded together. The first section 2 and the second section 3 enclose a cavity 5 between them and at the same time form a hub for a connection of the sliding seat 4 with a transmission shaft, not shown. The synchronizer body 1 engages with a toothing 6 in the transmission shaft. The toothing is proportionately formed in the first section 2 and the second section 3. The toothing 6 ensures a torsionally rigid arrangement of the synchronizer body 1 on the transmission shaft, wherein the axis of rotation 1a of the synchronizer body 1 corresponds to the longitudinal center axis of the transmission shaft. In the synchronizer body 1, three receptacles 7 are formed. The receptacles 7 break through the outer circumferential surface of the sliding seat 4 and extend in the radial direction inwardly into the walls of the sections 2 and 3. The receptacle 7 is limited in both longitudinal directions of the synchronizer body 1 by a respective web 8. The first portion 2 and the second portion 3 each have on the outer side of the cavity 5 delimiting wall portion a stop 9 and 10, respectively.

Figur 3 zeigt den Verschiebesitz 4 des Synchronkörpers 1 nach Figur 1 und 2 in einer Abwicklung. Der Verschiebesitz 4 ist durch einen Blechstreifen gebildet. Ein Teil der Aufnahme 7 ist in den Verschiebesitz 4 am flachen Blechstreifen gestanzt. An jeweils der Außenseite der Stege 8 ist ein Sicherungsmittel in Form einer in Längsrichtung der Getriebewelle nach außen geöffneten Aussparung 11 ausgeschnitten.FIG. 3 shows the displacement seat 4 of the synchronizer body 1 according to FIGS. 1 and 2 in a development. The sliding seat 4 is formed by a metal strip. A part of the receptacle 7 is punched in the sliding seat 4 on the flat sheet metal strip. On each of the outer sides of the webs 8, a securing means in the form of a cut-out 11 which is open outwards in the longitudinal direction of the gear shaft is cut out.

In Figur 4 ist ein Abschnitt eines Synchronringes 12 dargestellt, der mittels eines Vorsprunges 12a in die Aussparung 11 eingreift. Der Synchronring 12 ist auf diese Weise gegen das Verdrehen relativ zum Synchronkörper 1 um die Drehachse 1 a gesichert.FIG. 4 shows a section of a synchronizer ring 12, which engages in the recess 11 by means of a projection 12a. The synchronizer ring 12 is secured in this manner against the rotation relative to the synchronizer body 1 about the axis of rotation 1 a.

Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Synchronkörpers 13. Aufnahmen 14 sind seitlich jeweils durch einen Steg 15 begrenzt. Die Kontur des Steges 15 weicht in ihrem Verlauf auf Grund einer Verformung von der gedachten Kreisbogenform, die die Außenkontur des Synchronkörpers 13 im Querschnitt am Zahngrund der Zähne des Verschiebesitzes umreißt, ab. Die Verformung ist durch eine Abflachung 16 gebildet.FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a synchronizer body 13 according to the invention. Receivers 14 are each bounded laterally by a web 15. The contour of the web 15 deviates in its course due to a deformation from the imaginary circular arc shape, which outlines the outer contour of the synchronizer body 13 in cross-section at the tooth base of the teeth of the sliding seat from. The deformation is formed by a flat 16.

Bezugszeichenreference numeral

11: Synchronkörpersynchronizer
1a1a: Drehachseaxis of rotation
22: erster Abschnittfirst section
33: zweiter Abschnittsecond part
44: Verschiebesitzsliding seat
55: Hohlraumcavity
66: Verzahnunggearing
77: Aufnahmeadmission
88th: Stegweb
99: Anschlagattack
1010: Anschlagattack
1111: Aussparungrecess
1212: Synchronringsynchronizer ring
12a12a: Vorsprunghead Start
1313: Synchronkörpersynchronizer
1414: Aufnahmeadmission
1515: Stegweb
1616: Abflachungflattening

Claims

Synchroniser body (1, 13) of a synchronising device, which synchroniser body (1, 13) can be connected fixed in rotation to a transmission shaft, said synchronising device comprising a sliding seat (4) for a sliding sleeve that can be arranged fixed in rotation on the synchroniser body (1) and further comprising at least one reception (7, 14) for at least one stop or locking element in the synchroniser body (1, 13), said synchroniser body (1, 13) having an axis of rotation (1 a) that corresponds to the central longitudinal axis of the transmission shaft in the installed state, at least one first section (2) and one second section (3) of the synchroniser body being formed out of sheet metal and arranged, as viewed in a top view in transverse direction of the axis of rotation, on and parallel to each other, said sliding seat (4) being provided with at least one peripheral surface that is oriented radially outwards and is at least partially profiled, and said reception (7, 14) interrupting the peripheral surface segment-wise in peripheral direction, characterised in that the first section (2) and the second section (3) together enclose at least one hollow space (5), the reception (7) is defined in longitudinal direction at least on one side by a first web (8) that extends in peripheral direction, and the web (8) is provided with a securing means for securing against rotation, at least one synchroniser ring that cooperates with the synchroniser body (1, 13).
Synchroniser body according to claim 1, characterised in that the securing means is formed by a recess (11) that, in longitudinal direction of the axis of rotation, is open towards the side turned away from the reception (7).
Synchroniser body according to daim 1, characterised in that the securing means is arranged in a tooth gap and is formed by a deformation of the web, which deformation deviates from the circular arc shape of the base cirde of the gearing.
Synchroniser body according to daim 3, characterised in that the deformation is constituted by a flattened region (16).
Synchroniser body according to daim 2 or 3, characterised in that both the first section (2) and the second section (3) have a cup-shaped configuration and are aligned to each other, these first and second sections enclosing a hollow space (5) of annular shape between their opposing front ends, and a portion of a wall of at least one of the sections (2, 3) that delimits the hollow space in longitudinal direction forms a stop (9, 10) on a front end of the synchroniser body.
Synchroniser body according to daim 2 or 3, characterised in that the sliding seat (4) is formed by a sheet metal strip provided with the web (8) and the securing means, which sheet metal strip is bent into an annular shape and fixed to at least one of the sections (2, 3).